八年級物理平面鏡成像教學教案

　　一、本節三維目標要求

　　1.知識與技能

　　了解平面鏡成像的特點。

　　了解平面鏡成虛像，了解虛像是怎樣形成的。

　　了解日常生活中平面鏡成像的現象。

　　2.過程與方法

　　經歷“平面鏡成像特點”的探究過程，學習實驗探究的基本思路和方法。

　　通過折紙，感悟虛像的形成原因。

　　3.情感、態度與價值觀

　　在探究“平面鏡成像特點”中體會克服困難、解決問題，“發現”成功的喜悅。

　　通過對桂林山水的圖片觀察，感受大自然的美。通過對平面鏡的物與像對稱的討論，領略平面鏡成像中的簡潔對稱之美。

　　通過實驗，培養實事求是的科學態度。

　　通過利用平面鏡的小發明、小制作，認識平面鏡在科學技術、生產和生活中的廣泛應用。

　　二、重點與難點

　　本節的重點是設計探究平面鏡成像特點的實驗探究活動，它是本節教學活動開展的中心。

　　本節的難點是虛像概念的建立過程。

　　三、教學實施建議

　　（一）教學過程

　　本節分為三個教學板塊，（1）通過實驗探究平面鏡成像的特點；（2）了解虛像是怎樣形成的；（3）了解平面鏡成像的一些應用。

　　1.實驗探究過程設計

　　學生對平面鏡很熟悉。可以通過節首圖“桂林山水”，將平面鏡的概念進一步拓廣，同時學生能感受大自然之美。

　　在平面鏡成像實驗探究中，要解決兩個問題：一是掌握平面鏡成像的特點，二是要學習實驗探究的基本思路。這個探究是學生遇到的第一個比較完整的科學探究。科學探究是需要學習的，這個探究在整個初中物理探究性學習中起示范作用，因此，教材中對探究過程的敘述比較完整、詳細。

　　（1）創設情景，提出問題

　　學生對實像與虛像的概念比較模糊，往往會產生誤解；同時學生對于平面鏡所成虛像的大小以及像距常常存在前概念上的錯誤，這是探究的起點。人們只有發現和提出了問題，才會積極認真地思考，努力尋求解決問題的途徑和方法，在討論交流中完善探究方案，最后探究出事物的規律，體驗成功的歡樂。

　　課堂上，讓學生觀察自己在平面鏡內所成的像，并對成像的大小提出看法。通過觀察，很多同學會象小聰一樣，得出像比物小的想法。老師可以象小明那樣把手放在鏡子上，得出不同的結果。在此情景下，學生產生認知沖突，提出平面鏡成像到底有什么規律的問題。

　　（2）設計實驗，進行探究

　　制定計劃與設計實驗是本節課的重點。要讓學生展開想象的翅膀，通過討論，確定實驗器材，制定實驗計劃及實驗步驟。在課堂討論中老師可適當提問加以引導，這樣做可充分調動同學思維的主動性，使學生思路更加清晰，實驗更有興趣，實驗探討更有創造性，使學生有了敢于思考，敢于探索，敢于創新的精神。

　　用玻璃板作平面鏡，用相同的物體與像進行比較，通過視覺和觸覺來感知虛像，是這個實驗設計的三個極巧妙之處。如何讓學生想到這些方法，是設計探究的關鍵。教材中，在實驗中發現問題，學生討論交流，以對話為路標，來經歷這個設計過程。

　　探究中，應該讓學生把蠟燭至少換一個位置，再重做一遍實驗。這樣要求的目的，是為培養科學態度，以免由于為了節省時間而忽略缺少必要實驗的環節，長此以往，會使學生養成不良的研究習慣，或形成以偏蓋全的片面的思維方法。

　　（3）分析與論證，提出新的猜想與假設

　　在學生對若干次實驗結論的分析時，要引導學生感知對稱之美，提出關于物距和像距的猜想，進行探究。

　　學生的探究活動，因為具有示范作用，所以要求學生按探究的環節進行。為了使學生通過動手實驗，自己總結出規律，老師要積極引導學生討論交流，幫助學生制訂探究的計劃。

　　（4）結論

　　通過探究活動，要求能總結出平面鏡成像特點：

　　①像與物體大小相同。

　　②像和物體到鏡面的距離相等。

　　（5）實驗探究中的幾點說明

　　找出物體在平面鏡中所成的像的位置，是學生探究出平面鏡成像特點的關鍵。實驗時選用的玻璃要薄些，如果用厚玻璃做這個實驗，可能會看到兩個不重合的像。為了準確總結出“物像等距”的特點，可以在紙上事先畫好坐標。

　　這個實驗也可以用兩個相同的跳棋子來做。把一張白紙的半邊涂黑(或貼上一張復寫紙)鋪在桌面上，把一個跳棋子放在玻璃板前面紙的白的半邊上，玻璃板后面就出現清晰的棋子的像。另外拿一個棋子放在玻璃板后面，移動這個棋子，直到看上去它跟像完全重合。這樣做實驗更為簡便易行，學生都可以做好。

　　2.了解虛像是怎樣形成的

　　實驗探究中，學生可以通過視覺和觸覺來感知虛像，但很難從根本上理解平面鏡的虛像是怎樣形成的。所以教材的圖4-3-4中，利用反射定律對光束分析，讓學生來了解虛像的成因。為了使同學們能直觀地看到光的傳播過程及成像原理，有條件的老師可以用計算機課件來演示，結合實驗時在玻璃板后面用屏幕接不著像的事實，使同學們理解虛象不是光的匯聚形成的。

　　在“討論交流”中，用紙條模擬演示過程，學生可進一步形象直觀地認識平面鏡成像的物理過程，從紙條的折疊和展開過程中能形象生動地認識物像關于鏡面對稱的關系。并由此總結出作圖方法。

　　3.平面鏡成像的一些應用

　　平面鏡的應用比較廣泛，教師可以引導學生對身邊的事物觀察，討論一些平面鏡成像的應用，例如水面倒影。也可以作為課后的活動，讓學生調查生活中平面鏡的使用等問題，或搞一些小發明，小魔術如萬花筒等。

　　（二）材料準備與實驗設計

　　1、實驗材料準備

　　圖4-3-1

　　本節教學需要準備的材料如下：蠟燭2支、平面鏡、玻璃片、刻度尺、剪刀、白紙、膠帶等。

　　2、實驗設計

　　（1）用學具探究平面鏡成像的規律

　　打開學具，照圖4-3-1那樣，在光具座上豎立一塊玻璃板作為平面鏡，把一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出現蠟燭的像．另外拿一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動，直到看上去它跟像完全重合．這個位置就是前支蠟燭像的位置．觀察比較蠟燭和它所成的像的大小，從光具座上讀出兩支蠟燭到玻璃板的距離，探究平面鏡成像的規律．

　　圖4-3-2

　　圖4-3-3

　　（2）水中的蠟燭：把一塊玻璃立在桌子上。在玻璃的前方放一只蠟燭,在玻璃的后面，放一只盛水的大玻璃杯。玻璃杯和玻璃之間的距離，要和蠟燭到玻璃之間的距離完全相等。拉上窗簾，使屋子變暗，從蠟燭這邊向玻璃望去，就會看到一個奇怪的現象——蠟燭正在水中燃燒（圖4-3-1）。

　　（3）用玻璃板描圖：你看圖中畫的小女孩，在她面前擺著一個花瓶，她想準確地把這個花瓶的形狀描在紙上。你能替她想個辦法嗎?原來她把一塊玻璃放在桌上，使玻璃和桌面成四十五度角（圖4-3-2），這樣，她從玻璃上就可以著到花瓶的反射象，透過玻璃同時又能看到手在紙上畫的圖畫。用這個簡單的方法，她就可以準確地畫出花瓶。

　　四、發展空間

　　（一）“自我評價”參考答案：

　　1.8點

　　2.2m

　　（二）“物理在線”指導

　　作為平面鏡知識的拓展，在“物理在線”的欄目中，簡要地介紹了凸面鏡和凹面鏡對光的作用和它們的應用。手電筒的燈碗、汽車頭燈的燈碗、汽車觀后鏡、馬路拐彎處的凸面鏡等等，在生活中常見，有必要讓學生在課下搜集有關資料，并用激光筆和金屬勺來探究這些鏡面為什么要做成凸的或凹的。

　　五、教學資源

　　（一）課件

　　1.平面鏡成像（見“教師備課系統”光盤）

　　（二）教學視頻

　　1.自然界中的平面鏡（見“教師備課系統”光盤）

　　2.鏡子的制作工藝（見“教師備課系統”光盤）

　　（三）小說

　　1.《愛麗絲鏡中世界奇遇記》

　　（四）參考資料

　　1.什么是光污染

　　國際上一般將光污染分成3類，即白亮污染、人工白晝和彩光污染。

　　（1）白亮污染。陽光照射強烈時，城市里建筑物的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各種涂料等裝飾反射光線，明晃白亮、眩眼奪目。有研究發現，長時間在白色光亮污染環境下工作和生活的人，視網膜和虹膜都會受到程度不同的損害，視力急劇下降，白內障的發病率高達45％；還使人頭昏心煩，甚至發生失眠、食欲下降、情緒低落、身體乏力等類似神經衰弱的癥狀。

　　夏天，玻璃幕墻強烈的反射光進入附近居民樓房內，升高了室內溫度，影響正常的生活。有些玻璃幕墻是半圓形的，反射光匯聚還容易引起火災。烈日下駕車行駛的司機會出其不意地遭到玻璃幕墻反射光的突然襲擊，眼睛受到強烈刺激，很容易誘發車禍。

　　（2）人工白晝。夜幕降臨后，商場、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目，令人眼花繚亂。有些強光束甚至直沖云霄，使得夜晚如同白天一樣，即所謂人工白晝。在這樣的“不夜城”里，夜晚難以入睡，擾亂人體正常的生物鐘，導致白天工作效率低下。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲；強光可能破壞昆蟲在夜間的正常繁殖過程。

　　（3）彩光污染。舞廳、夜總會安裝的黑光燈、旋轉燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構成了彩光污染。據測定，黑光燈所產生的紫外線強度大大高于太陽光中的紫外線，且對人體有害影響持續時間長。人如果長期接受這種照射，可誘發流鼻血、脫牙、白內障，甚至導致白血病和其他癌變。彩色光源讓人眼花繚亂，不僅對眼睛不利，而且干擾大腦中樞神經，使人感到頭暈目眩，出現惡心嘔吐、失眠等癥狀。科學家最新研究表明，彩光污染不僅有損人的生理功能，還會影響心理健康。

　　圖4-3-4

　　人們普遍開始注意預防可能產生的光污染，目前我國已出臺一些相關法規，對城市建筑中玻璃幕墻的使用范圍、設計和制作安裝都有嚴格統一的技術標準。北京市2002年否決玻璃幕墻設計方案就有30余起，上海和南京等城市也對高層建筑的設計施工提出限制，防止產生新的光污染。

　　2.凹面鏡和凸面鏡

　　凸面鏡和凹面鏡遵循光的反射定律，二者成像情況有所差別。如右圖所作的分析。

　　凸面鏡成的總是虛像，像是正立縮小的。

　　凹面鏡則根據物體在焦距內部還是在焦距外部而各有不同。當物體在焦距內部時，亦即物距小于一倍焦距時，凹面鏡成虛像，且所成的像比實物大，而且總是正立。

　　當物體在焦距外部時，亦即物距大于一倍焦距時，分為兩種情況。當物距在大于一倍焦距，小于一倍鏡面的曲率半徑時，凹面鏡成的是放大倒立的實像。當物距大于一倍鏡面的曲率半徑時，凹面鏡成的是縮小倒立的實像。

　　可以把勺子的內面看作凹面鏡，勺子的外面看作凸面鏡，觀察凹面鏡與凸面鏡的所成的像。

　　3.哈哈鏡的秘密

　　當你走進哈哈鏡陳列室就會發現人們對著鏡子哈哈大笑。如果你擠過去，站在鏡子跟前，看到自己的模樣是那樣滑稽，也會笑個不停。你知道哈哈鏡為什么會把人照成那副模樣嗎?知道了這個奧秘，你就會在家中，在你身邊，找到很多哈哈鏡。你已經知道，平面鏡成像的大小跟實物的大小相同，平面鏡可以照出人的原樣，那么你想過沒有，如果鏡面不是平面，而是一個圓柱面，就會照出如圖4-3-5那種模樣!如你湊近電鍍的自行車鈴、自行車把、家具腿，擦亮的水壺，小汽車外殼電鍍的小勺、燈泡等，你的鼻子可能被照得很大，也可能被照得很小，這就要看上述物體表面是凹的還是凸的了。你現在知道哈哈鏡的奧秘了嗎?

　　圖4-3-5柱面鏡成像圖4-3-6肥皂泡所成的正立像和倒立像

　　如果吹起了一個大的肥皂泡(在肥皂水中加些甘油或糖，可使肥皂泡不易破滅)，如圖4-3-6所示。你站在肥皂泡前，只要距離合適，就會看到從肥皂泡前部的外表面反射形成的你自己的正立縮小的像，在后部的內表面反射形成的你自己的倒立縮小的像。真是奇觀!。

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